因?yàn)橹参锏倪M(jìn)化非常曲折,因此形成了種類復(fù)雜的眾多植物。植物從海洋中誕生,最初只是各種藻類,它們至今也是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要支柱,但隨著時(shí)間流逝,藻類在海洋中獲得了新的進(jìn)化,從單細(xì)胞藻類變成多細(xì)胞的海帶之類的植物,然后植物適應(yīng)了淡水,并最終登上了陸地,形成了如苔蘚,蕨類和石松類原始陸地植物,一直到后期更復(fù)雜的裸子植物和被子植物以及野草,是的,野草可是很晚近才進(jìn)化出來的植物新形式,相當(dāng)厲害。
圖示:野火燒不盡,春風(fēng)吹又生 唐·白居易《賦得古原草送別》
直到今天為止,植物學(xué)家也不清楚地球上到底有多少種不同的植物,估計(jì)數(shù)量從200萬種到一億種不等。如此巨大的估計(jì)差異,就表明,我們對(duì)植物的認(rèn)識(shí)還很不夠,同時(shí)也說明植物的種類的確復(fù)雜深?yuàn)W。
不妨,讓我們簡(jiǎn)單看一下,人類認(rèn)識(shí)植物的歷史,我說的認(rèn)識(shí)不是神農(nóng)嘗百草那種認(rèn)識(shí),簡(jiǎn)單的將植物分為,可食用,可藥用,可殺人這樣的認(rèn)識(shí),而是試圖系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)植物。長(zhǎng)時(shí)期來人們把植物就簡(jiǎn)單的分為樹,灌木,草,但這樣的分類實(shí)在是過于粗糙。
植物分類鼻祖最早嘗試對(duì)植物進(jìn)行系統(tǒng)分類的先驅(qū)是一位古印度學(xué)者Sushrut,他還被譽(yù)為外科之父,他可能活躍于公元前800-公元前1000年之間,由于歷史過于悠久,印度那塊地方又不太平,現(xiàn)在已經(jīng)很難完全確定他的生死年代了。但幸運(yùn)的是,他的著作經(jīng)歷各種磨難卻流傳到了后世。
圖示:印度醫(yī)學(xué)鼻祖Sushruta
作為醫(yī)生Sushrut并不滿足于植物的實(shí)用藥物功能,他還想系統(tǒng)地搞清楚植物的秘密,這種想法接近形而上學(xué),中國(guó)古人說形而上者謂之道,他想追求的正是植物之道。他按照植物的兩大特征對(duì)植物進(jìn)行了分類,即是否開花,以及壽命長(zhǎng)短,是一年生還是多年生。兩大特征的組合,讓他輕松地將植物分為四大類,如:
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不開花,一年生的短命植物
不開花,多年生的長(zhǎng)命植物
開花,一年生的短命植物
開花,多年生的長(zhǎng)命植物
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仔細(xì)想想我們生活中的常見植物,許多草就屬于第三類植物,一年生的開花植物,當(dāng)然也有開花同時(shí)多年生的草,而樹和灌木則通常是第四類植物,開花的同時(shí)還多年生。而不開花的植物通常是相對(duì)原始的植物,包括藻類、苔類、蘚類、蕨類等,它們中同樣有多年生和一年生,因此這個(gè)分類的確在某方面抓住了植物的一些關(guān)鍵特征,尤其是開花還是不開花的確是植物進(jìn)化上的大事件呢。
植物進(jìn)化簡(jiǎn)圖
圖示:植物進(jìn)化的簡(jiǎn)單圖示。
這張圖上有五大類植物,從左到右分別為輪藻類、苔蘚類,這兩種植物沒有維管,必須生活在水中或者潮濕的地方。
圖示:維管的進(jìn)化在植物界非常重要,讓植物獲得了相當(dāng)?shù)淖杂?,讓它們可以征服許多環(huán)境,在那里生存,也因此形成了植物異常復(fù)雜的多樣性。維管相當(dāng)于動(dòng)物的血管,是運(yùn)輸水和營(yíng)養(yǎng)的導(dǎo)管和篩管,這是顯微鏡發(fā)明后,人類對(duì)植物的認(rèn)識(shí)提高了很大一個(gè)層次。
后三種植物擁有維管,可以在干燥的地方上生存,它們是蕨類植物和種子植物(裸子植物和被子植物),蕨類植物是在陸地上最先獲得廣泛成功的植物,它們一度稱霸陸地,直到裸子和被子植物興起,將它們壓迫到某些邊緣地帶生存。
圖示:樹蕨。不是所有蕨類長(zhǎng)得都像野草,也有長(zhǎng)得像樹一般的蕨類植物呢。因?yàn)檗ь愐彩怯芯S管的。
而在上述五大類植物中,只有種子植物是能開花的,我們吃的水果就屬于被子植物,它們的種子有果皮包裹,而吃的松子就是裸子植物,它沒有果皮進(jìn)行包裹。
圖示:桃子的主要食用部分就是它的中果皮,而松子的食用部分則是種子本身。被子植物通過果皮來賄賂動(dòng)物,讓動(dòng)物幫它將種子帶到更遠(yuǎn)的地方去,這一招讓被子植物繁榮昌盛。
裸子植物大約有一千種,但被子植物有名字都有304000種之多,通常認(rèn)為被子植物的花才是真花,因此被子植物又被直接稱為開花植物。當(dāng)然裸子植物的花算不算花,這個(gè)問題真的取決于你對(duì)花的認(rèn)知。
圖示:裸子植物蘇鐵的花。書鐵的木質(zhì)部分密度比水大,很重,因此被古人稱為鐵樹,它極難開花,因此鐵樹開花才成為低概率事件的代名詞。但在現(xiàn)代的培養(yǎng)條件下,鐵樹大多幾年就能開一次花,雖然依然沒有規(guī)律可言。但也并不需要幾十年才開花。
好了,關(guān)于植物我就先說這么多,有興趣的話,不妨找一本植物分類學(xué)的書來看
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植物是植物界各式生物的統(tǒng)稱,對(duì)于其范圍,在歷史上多有變動(dòng)。在前林奈時(shí)代到林奈時(shí)代,除了現(xiàn)今所熟知的植物類群外,原核生物、真菌、藻類因不能主動(dòng)運(yùn)動(dòng)或能進(jìn)行光合作用等與植物類似的特性,也被劃分進(jìn)植物界內(nèi)。而根據(jù)恩斯特·??藸?、羅伯特·魏泰克、琳·馬古利斯、湯瑪斯·卡弗利爾-史密斯等生物學(xué)家的進(jìn)一步研究,原核生物、真菌和部分藻類先后被排除出植物界。在近年來的系統(tǒng)發(fā)育和分類學(xué)研究中,普遍采用湯瑪斯·卡弗利爾-史密斯定義的植物界,將原始色素體生物視為與植物等同的概念。但仍有新的研究在挑戰(zhàn)這一觀點(diǎn)。據(jù)估計(jì),植物界現(xiàn)存大約有450000個(gè)物種,根據(jù)邱園的統(tǒng)計(jì),直至2017年,在維管植物中,381910個(gè)物種已被描述和命名,其中369000種被子植物,1110種裸子植物,1300種石松類植物,10500種鏈?zhǔn)参铮íM義蕨類植物)。與此同時(shí),也不斷有新的物種被發(fā)現(xiàn),例如在2016年,有1730種有胚植物被發(fā)現(xiàn)和命名。有絲分裂和減數(shù)分裂是植物細(xì)胞主要的增殖方式,但無絲分裂在植物生長(zhǎng)和發(fā)育中也有重要作用。有性生殖和世代交替是植物的重要特征,但無性繁殖也是重要的繁殖方式。植物的共同祖先通過與藍(lán)藻內(nèi)共生獲得了質(zhì)體,并具備了光合作用的能力。絕大多數(shù)植物從祖先那里繼承了這一結(jié)構(gòu)及能力,但也有少數(shù)植物喪失了葉綠體這一結(jié)構(gòu)和光合作用的能力,轉(zhuǎn)為營(yíng)寄生生活或腐生生活。植物的光合作用是植物主要的物質(zhì)和能量來源,也是生物圈物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的重要環(huán)節(jié),是地球大部分生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。許多植物在人類的生產(chǎn)生活中作為食物、藥物、建筑材料、紡織原料等,發(fā)揮著重要作用。以植物為研究對(duì)象的科學(xué)稱為植物學(xué),是生物學(xué)的重要分支。植物廣泛分布于各類生境中,包括全世界水圈的大部,巖石圈的表面,大氣層的底部,隨著不同氣候區(qū)而有不同的種類和數(shù)量。甚至在沙漠、高原、極地等極端環(huán)境下也有植物的身影依照目前較廣泛接受的研究,植物(原始色素體生物)起源于16億年前的一次內(nèi)共生事件,其中的質(zhì)體、線粒體等結(jié)構(gòu),則可以追溯到更早存在的藍(lán)藻和好氧細(xì)菌。藍(lán)藻的歷史沒有定論,最早的可能記錄是超過35億年前的藍(lán)藻黏結(jié)堆砌而成的疊層石,但仍有爭(zhēng)議。在最晚16億年前,植物的最后共同祖先以藍(lán)藻為食,但在食物缺乏且陽光充足的環(huán)境下,與藍(lán)藻共生,利用它們進(jìn)行光合作用比將藍(lán)藻作為食物更有利于生存,因此植物的祖先與藍(lán)藻發(fā)生了內(nèi)共生,并獲得了質(zhì)體和光合作用的能力,而一種類似衣原體的生物(可能是軍團(tuán)菌,包括引發(fā)軍團(tuán)病的種類)則提供了將有機(jī)物轉(zhuǎn)運(yùn)出質(zhì)體的基因。傳統(tǒng)上認(rèn)為有胚植物是最早的陸生植物,但近年來有研究指出,通過對(duì)古土壤的化學(xué)和地質(zhì)學(xué)分析可以看出,早在10億年前就有陸生單細(xì)胞藻類。有胚植物起源于輪藻,最早產(chǎn)生于奧陶紀(jì)中期,傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為其起源于海洋藻類,但也有研究指出其起源于陸生單細(xì)胞藻類;維管植物出現(xiàn)于志留紀(jì)時(shí),且到了泥盆紀(jì)時(shí)已輻射并分布在許多不同類型的陸地生態(tài)系統(tǒng)中;早期種子植物——種子蕨和科達(dá)樹出現(xiàn)于泥盆紀(jì)晚期并于石炭紀(jì)時(shí)開始分歧,之后經(jīng)過二疊紀(jì)和三疊紀(jì)而有了更多的演化;被子植物是最后出現(xiàn)的植物類群,于侏羅紀(jì)時(shí)由古裸子植物中演化出來,并于白堊紀(jì)時(shí)迅速地分歧出許多物種,并一直繁盛至今,成為陸生植物的最優(yōu)勢(shì)類群;現(xiàn)代裸子植物(稱為末端裸子植物)是與被子植物并列的獨(dú)立單系分支,并非被子植物的祖先。
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